基于CDIO的遥感专业GIS原理课程教学改革

GIS课程是集计算机技术、测绘科学、应用数学、信息科学、地球科学于一身的交叉学科,也是遥感类专业重要的核心课程。培养具有"3S"素质的创新型遥感应用人才是遥感专业建设的科学目标。CDIO教学模式在一定程度上较好地解决了工程教育中理论与实践脱节的问题,因此,本文提出运用CDIO工程教育模式,改革教学内容、教学方法和考核方式,提高遥感专业学生处理综合性专业问题的能力。     

四川盆地水热型地热资源构造成因模式

地处青藏高原东缘的四川盆地是一个群山环绕的叠合型沉积盆地,蕴含着丰富的地热资源。四川盆地具有突变型和渐变型两类盆山结构,二者的构造样式存在明显差异,对盆地及周缘的水热型地热资源分布具有明显的控制作用。通过解析盆地及周缘地质构造,明确了盆地不同构造单元的构造样式;详细对比分析已有的地热勘查案例的异同性,提出了褶皱型、单斜型和褶皱—断裂复合型等3大类水热型地热资源的构造成因模式;认为四川盆地形成与演化过程中,构造运动与水热型地热资源的形成密切相关,主要表现在：1）频繁不均匀升降运动导致构造—沉积格局分异,控制着地热储盖层岩性、组合及区域展布;2）构造抬升形成的不整合面和古岩溶作用极大改善了地热储层的孔渗物性和流体输导能力,形成了优质的碳酸盐岩孔洞型热储;3）断裂可能是地下热水的补给通道和输导系统,亦或是阻隔屏障,取决于断裂类型和断层两盘岩性配置关系;4）地下热水易于沿具走滑分量断层和张性断层进行补给和输导。     

车载LiDAR点云数据分割与半自动化建模方法

针对车载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云数据的不完整性问题,提出一种车载LiDAR点云数据分割以及基于分割后点云数据的半自动化建模方法。首先对点云数据进行标准格式转换及稀化;然后以不同地物的属性和几何特征为分割条件,分别建立道路、建筑物、树和路灯等附属设施的三维模型,并利用车载以及航空图像的纹理信息辅助建筑物的立面和顶面三维建模;最后以真实街景为实验区,基于拓普康IP-S2车载LiDAR点云数据,完成该街景的分割与建模。实验结果表明,该文提出的点云数据分割与街景地物重建方法比较简单,可实现道路和建筑物的半自动化分割;利用成熟的建模软件和方法,实现了建模的完整性和较强的可靠性。     

局部自相似性与MRF网络模型的超分重建算法

针对局部自相似性重建方法的块效应问题,以及MRF网络模型方法外部训练库数据不相关性产生的图像重建误差问题,提出了一种结合局部自相似性和MRF网络模型的超分辨率重建方法。首先,利用图像局部自相似特性,引入自身冗余信息构建高分训练库,然后建立低分与高分训练库映射的MRF网络模型,通过置信传播算法求解MRF模型重建高分图像。以仿真和真实卫星图像进行超分实验,结果表明本文方法能够改善图像的细节,较好地去除了块效应,提高了地物边缘的清晰度。     

利用纹理特征的SAR与光学图像融合方法研究

针对SAR与光学图像的融合问题,提出一种基于SAR图像中纹理特征的Contourlet变换融合方法。利用灰度共生矩阵法提取SAR图像的纹理特征,分析各个纹理特征间的相关性,得到重要纹理特征图。用HSV变换提取光学图像的强度分量。将重要纹理特征和强度分量利用改进的Contourlet多尺度变换融合,得到新的强度分量。通过HSV逆变换得到SAR与光学的融合图像。利用Landsat8和Cosmo-SkyMed图像进行融合实验,并与小波、HSV、Brovey、Contourlet变换融合方法对比分析,实验表明该方法能够较好的保持光学图像的光谱特征和SAR图像的纹理、强散射特征,增加图像细节信息,提高图像可解译性。     

车载立方体全景影像匹配点的粗差检测方法

针对低匹配内点率情况,利用随机抽样一致性算法(RANSAC)估计车载全景序列影像的极几何模型不稳定,造成大量匹配点的粗差无法检测或误检测问题,提出了一种基于多约束条件的粗差检测方法。以冗余粗差为约束条件,采用SIFT和最近邻匹配方法获取独立随机匹配点,并构建特征光流矢量。利用光流幅度和方向直方图统计结果,融合极线、尺度和天空点约束条件实现全景影像匹配点的粗差检测。通过不同数据的实验分析,在短基线条件下,可以有效地检测出大部分由纹理重复性、尺度变化和运动物体产生的匹配粗差点。与传统方法比较,本文方法可获得更高的匹配正确点数和正确率,尤其在场景复杂造成的低内点率情况下,算法表现较为稳定。     

三维激光扫描数据获取高分辨率DTM试验研究

三维激光扫描技术能够提供实体表面点云数据,可用于获取高精度高分辨率数字地形模型。本文以重庆万州区付家岩滑坡体为例探讨了采用三维激光扫描监测技术获取数字地形模型的方法,着重讨论了相关点云数据处理流程和关键技术问题。通过结合差分GPS技术进行激光数据的相对定位和绝对定位、去噪、拼接等方法,获得了该区域地表高精度地形数据,并生成了相应的数字高程模型。试验结果初步说明该技术可用于获取小尺度高精度高分辨率数字地形模型,具有一定的应用前景。     

顾及运动估计误差的“凝视”卫星视频运动场景超分辨率重建

在含有运动地物的“凝视”卫星视频影像超分辨率重建问题中,针对由于运动估计不准确导致的重建后运动物体存在“格网”和“拖尾”等问题,提出了顾及运动估计误差的运动场景超分辨率重建方法。首先,在MAP模型框架下分析了基于L1范数和L2范数的保真项对于运动估计误差的稳健性,引入稳健的M-估计作为保真项,自适应的减少运动估计误差对重建结果的影响;然后,分析了稳健估计条件下Tikhonov、TV、BTV正则项的重建效果;最后,提出了基于稳健估计的双边滤波超分辨率重建方法,用SkyBox和吉林一号的卫星视频数据验证本文方法。试验证明,本文方法对含有运动目标的卫星视频影像具有较好的重建效果,重建后动态和静态地物细节都得到提升,归一化方差和梯度能量指标都优于其他方法。试验表明了本文方法的可行性。